nextupprevious
Next:Kilka słów ...Up:Carl Friedrich GaussPrevious:Gaussa teoria liczb

Nie samą matematyką żyje człowiek ...

Po roku 1820 (po przygodzie z astronomią) Gauss zajął się geodezją: zagadnieniami związanymi z matematycznym określeniem kształtu i rozmiarów Ziemi. Aby zwiększyć dokładność danych Gauss opracował nowy przyrząd - heliotrop, wykorzystujący (jak sama nazwa wskazuje) promienie Słońca do pomiaru krzywizny powierzchni. Właśnie przy okazji studiów geodezyjnych ujrzała światło dzienne słynna krzywa rozkładu normalnego (Gaussa) błędów.

Ponieważ teorie geodezyjne były wówczas jeszcze w powijakach G. opracował sam teorię zakrzywionych powierzchni, dzięki której szczegółowy opis danej powierzchni mógł zostać wydedukowany z pomiarów długości krzywych leżących na tej powierzchni. Teoria była całkiem, całkiem - ale co więcej, znalazła godnego kontynuatora w osobie Bernarda Riemanna, który rozwinął teorię zakrzywionych powierzchni na 3- i wielo-wymiarową geometrię przestrzenną. Teoria Riemanna ujrzała światło dzienne tuż przed śmiercią Gaussa - w 60 lat później stała się punktem wyjścia dla ogólnej teorii względności Einsteina!

Gauss jako jeden z pierwszych poddał w wątpliwość wewnętrzną spójność euklidesowej geometrii. Gdy w latach 1830-ych Janosz Bolyai (Węgier) i Mikołaj Łobaczewski (Rosjanin) opublikowali niezależnie swoje prace o nie-euklidesowej geometrii, Gauss ...sięgnął do szuflady i wyciągnął bardzo podobne wyniki, uzyskane 30 lat wcześniej. Trzeba tu zaznaczyć, że Gauss był z jednej strony niesłychanie twórczym umysłem, a z drugiej - rygorystycznym pedantem. Często uzyskane wyniki pozostawały na dnie szuflady, bo zainteresowanie uczonego przenosiło się już gdzie indziej, a publikowanie ,,niedopracowanych'' teorii nie wchodziło w rachubę. Dewizy Gaussa brzmiały "Pauca, sed matura" ("Skromnie, ale dojrzale") oraz "Ut nihil amplius desiderandum relictum sit" ("Aby nic więcej nie pozostawało do zrobienia").

Fizyka. Przecież i tutaj nazwisko Gaussa pojawia się i to częściej niż myślimy. Oczywiście pierwsze skojarzenie to prawo Gaussa w elektrostatyce. Prace Gaussa nad teorią potencjału stanowią znaczne rozszerzenie prawa Coulomba - połączenie idei siły (natężenia pola) zmieniającej się odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości ze stałością strumienia wektora tej siły, obliczonego dla zamkniętej powierzchni i z wartością całkowitego ładunku zamkniętego wewnątrz powierzchni stanowiło tour de force ówczesnej fizyki. Twierdzenie Gaussa to perła analizy wektorowej - nieocenione w opisie wektorowych pól fizycznych.

W 1841 Gauss opublikował swoją Teorię optyki, w której rzeczywiście położył podwaliny pod dział optyki nazywany optyką geometryczną. To właściwie jemu zawdzięczamy takie pojęcie jak oś optyczna, odległość ogniskowa, ognisko i środek soczewki.

Wreszcie - każdy wie, że jednostką natężenia pola magnetycznego w starym (ale nie za dobrym) układzie cgs jest 1 Gauss. W latach 40-tych 19. wieku Gauss współpracował z niemieckim fizykiem Wilhelmem Weberem. razem prowadzili badania magnetyzmu ziemskiego, inspirując innych fizyków (praktycznie z całego świata) do podobnych pomiarów, prowadzonych w skoordynowany i regularny sposób. Wyniki Webera i Gaussa zostały wykorzystane przez twórców pierwszego telegrafu. Tak naprawdę to obaj panowie zbudowali pierwszy elektryczny telegraf, ale pomysł że ten przyrząd mógłby stać się zalążkiem ,,światowego'' systemu komunikacji nie przypadł Gaussowi do gustu.

A jeszcze były prace nad teorią cieczy, włoskowatością i napięciem powierzchniowym. Nie tylko nowe i ciekawe tematy, ale rozwiązywane w nowoczesny i dojrzały sposób - z podkreśleniem roli prawa zachowania energii i (pierwszymi!) zastosowaniami rachunku wariacyjnego.

Parę słów warto powiedzieć o Gaussie jako ,,zwykłym'' człowieku. Był dwukrotnie żonaty - pierwsza żona umarła po czterech latach małżeństwa, wkrótce po urodzeniu ich trzeciego dziecka. Także i druga żona urodziła Gaussowi trójkę dzieci. Dwóch synów wyemigrowało do Ameryki.

Opisane w głównym tekście perypetie finansowe Gaussa, wynikłe z napoleońskiej kontrybucji, wyszły mu chyba na zdrowie. Ocenia się, że umierając pozostawił majątek, którego wartość była przynajmniej stokrotną wielokrotnością jego aktualnych, rocznych zarobków. A warto wspomnieć, że w ciągu swego życia zgromadził Gauss pokaźną bibliotekę - ponad 6 tysięcy książek. Były wśród nich książki pisane w ,,interlingua hominorum scientiae'' - języku ludzi nauki - czyli łacinie. Były dzieła w klasycznej grece, a także książki angielskie francuskie, duńskie i - oczywiście - niemieckie.


nextupprevious
Next:Kilka słów ...Up:Carl Friedrich GaussPrevious:Gaussa teoria liczb

Andrzej Lenda

1999-06-15